專利名稱：二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎及其成型工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種橡塑復合輪胎及其成型工藝，更具體地說是一種二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎及其成型工藝。
背景技術：
輪胎是汽車的重要部件之一，它直接與路面接觸，支承負荷，向地面傳遞動力、驅動力和轉向力，因此傳統橡膠胎面磨損現象非常嚴重，直接影響了輪胎的行駛里程和使用壽命，造成了“黑色污染”。即使經過配方改性處理，其耐磨性的提高仍然很有局限，并且添加的一些物質對環境有嚴重的污染。隨著人們環保意識的增強，人們開始重視使用不污染環境的材料制造輪胎，而且努力提高輪胎的耐磨性以提高輪胎的使用壽命，減少污染。聚氨酯彈性體(PU)強度高、耐磨性好，有利于環保，目前已經開發出可以替代橡膠輪胎的新型PU輪胎。輪胎的耐磨性雖然有很大的提高，但其成型設備和工藝比較復雜，且存在耐熱性差、動態力學性能不佳等缺點逐漸被淘汰。中國專利200310111979. I提出用聚氨酯胎面代替橡膠胎面，并提供了一種聚氨酯胎面-橡膠胎體復合結構綠色輪胎的制造方法。該方法通過澆注PU胎面的方式得到輪胎制品，成型工藝復雜且耗時較長；得到的聚氨酯胎面-橡膠胎體復合輪胎還存在一些問題如粘合層處應變為普通輪胎相同部位的4-10倍，輪胎在充氣和負載工況下，粘合層部位在周期性壓縮和剪切力的作用下容易脫空，從而影響輪胎的使用壽命和行駛安全性。

發明內容
本發明的目的在于克服上述橡塑復合輪胎及其成型工藝的不足，提出一種二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，以及一種簡單、高效的輪胎成型方法。實現上述目的的技術方案是，二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，由二階花紋聚氨酯膜和橡膠輪胎復合而成，通過擠出、壓延等工藝制備的二階花紋聚氨酯膜，其花紋在薄膜制備過程中成型，花紋的形狀可以靈活設計以滿足輪胎不同的性能要求，如低噪聲、高抓地力等；輪胎胎坯在已有的成型機上加工而成，在橡膠輪胎胎坯表面覆蓋帶有花紋的二階花紋聚氨酯膜，然后二者一同放于輪胎硫化機中成型，二階花紋聚氨酯膜與橡膠輪胎胎坯表面一起形成傳統的花紋溝槽，溝槽的表面覆蓋有二階花紋聚氨酯膜，該輪胎即為二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，二階花紋聚氨酯膜上可均勻布置一定形狀的通孔，如錐形的圓孔或方孔等(靠近外表面直徑大)，使輪胎在硫化工藝操作時部分橡膠流到聚氨酯膜外面，形成的橡膠錐臺對聚氨酯膜具有扣緊力，增加聚氨酯膜貼附的牢固性。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，二階花紋聚氨酯膜的寬度方向的兩端可制作成鋸齒狀，聚氨酯膜邊緣與橡膠形成交錯嵌入，提高聚氨酯膜貼附的牢固性，聚氨酯膜的邊沿不易與橡膠分離。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，二階花紋聚氨酯膜在胎坯周向上的接頭處可以采用多齒形的相互嚙合連接，即一端的凹凸與另一端的凹凸錯開，連接時二階花紋聚氨酯膜兩端二者凹凸配合；或二階花紋聚氨酯膜端部的凹凸結構為燕尾形，兩個端部扣接式的連接，端部不易錯位，輪胎充氣或受到周向力時聚氨酯膜周向的連接處不易脫開， 并且粘接后聚氨酯膜不易剝離。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，二階花紋聚氨酯膜的寬度可稍稍大于輪胎接地寬度，使得聚氨酯發揮其耐磨性，輪胎其他部位的性能仍保持傳統輪胎的性能。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎的成型方法采用以下技術方案預先制備帶有二階花紋的聚氨酯膜，在預與橡膠輪胎胎坯接觸的聚氨酯膜的內表面涂覆膠黏劑，在輪胎成型機上對橡膠輪胎胎坯套裝貼合涂覆有膠黏劑的聚氨酯膜，將聚氨酯膜與橡膠的復合胎坯在輪胎定型硫化機上進行共硫化操作，聚氨酯膜均勻包覆在輪胎上并共同具有原有傳統輪胎花紋，聚氨酯膜自身帶有花紋，該花紋稱作二階花紋，輪胎硫化溫度低于聚氨酯彈性體的熔點，聚氨酯彈性體處于軟化狀態，但不發生流動，其帶有的二階花紋不被破壞，而橡膠處于黏流狀態，能夠在活絡模具中很好地流動，最后模具打開，二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎制備完成。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎的成型方法還可以這樣實現預先制備帶有二階花紋的聚氨酯膜，在聚氨酯膜的內表面(無二階花紋面)涂覆膠黏劑，將聚氨酯膜貼附到橡膠輪胎胎坯上并經一定時間的加熱處理，使聚氨酯膜與橡膠胎面粘結良好，在輪胎成型機上對輪胎進行成型操作，初步形成聚氨酯-橡膠復合輪胎，最后將輪胎在定型硫化機上進行硫化處理，得到輪胎制品。聚氨酯膜的物理性質要與橡膠胎面的物理性質相匹配。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎在保證原有輪胎胎面性能的基礎上提高了輪胎的耐磨性，聚氨酯膜上的二階花紋又賦予了輪胎新的性能，如低噪聲，高抓著性等；聚氨酯膜包覆在胎面的花紋溝槽和輪胎花紋塊上，薄膜中的通孔使橡膠冒出，薄膜兩端以齒狀形式結合，極大地增加了聚氨酯膜貼附的牢固性，有效避免了粘合層脫空的現象；同時聚氨酯材料得到充分的利用，節約了材料，降低了成本。本發明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠輪胎復合成型工藝在現有輪胎加工成型設備上就能實現，并且與橡膠輪胎的加工成型同步完成，不再額外消耗時間，具有工藝簡單、耗時少、生產效率高等優點。


圖I是本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎立體結構示意圖。圖2是本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎的斷面圖。圖3是本發明一種二階花紋聚氨酯膜結構示意圖。圖4是本發明二階花紋聚氨酯膜與輪胎胎面粘結工藝示意圖。圖中1_橡膠輪胎；2_聚氨酯膜；3_ 二階花紋；4_輪胎花紋塊；5_輪胎花紋溝槽； 6-齒狀凹槽；7_錐形通孔；8_齒狀凸槽；9_輪胎胎面。
具體實施方式
如圖I所示，本發明的輪胎制品由二階花紋聚氨酯膜2和橡膠輪胎I復合而成。二階花紋聚氨酯膜2通過擠出、壓延等工藝來制備，二階花紋3的形狀可以靈活設計以滿足輪胎不同的性能要求，如低噪聲、高抓地力等；橡膠輪胎I胎坯在已有的成型機上加工而成， 二階花紋聚氨酯膜與橡膠輪胎胎面經復合成型，得到二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎。如圖2所示，二階花紋聚氨酯膜2均勻地貼附在橡膠輪胎的輪胎花紋塊4和花紋溝槽5上。如圖3所示，二階花紋聚氨酯膜2上可均勻布置一定形狀的錐形通孔7，使輪胎在硫化工藝操作時部分橡膠流到聚氨酯膜外面，增加聚氨酯膜貼附的牢固性。二階花紋聚氨酯膜2的兩端可設成相互嚙合的齒狀凹槽6和齒狀凸槽8，以增大粘結面積，提高聚氨酯膜貼附的牢固性。如圖4所示，本發明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎的成型方法可采取以下方案預先制備帶有二階花紋3的聚氨酯膜2，聚氨酯膜2厚度為1-1. 5mm, 二階花紋3厚度為O. 5mm,聚氨酯膜2的厚度太大，貼附在輪胎表面時使花紋溝槽5的尺寸發生很大的變化， 從而影響原有的胎面特性；厚度太小，則無法充分發揮耐磨性能。在聚氨酯膜2內表面上涂覆膠黏劑，在輪胎成型機上對橡膠輪胎I胎坯套裝貼合涂覆有膠黏劑的聚氨酯膜2，將聚氨酯-橡膠復合輪胎在輪胎定型硫化機上進行共硫化操作，在原有輪胎花紋塊4和花紋溝槽 5的基礎上使聚氨酯膜2均勻包覆在橡膠輪胎上，同時帶有新的二階花紋3。本發明的成型方法還可以這樣實現預先制備帶有二階花紋3的聚氨酯膜2，在聚氨酯膜2內表面涂覆膠黏劑，將聚氨酯膜2貼附到輪胎胎面9橡膠上并經一定時間的加熱處理，使聚氨酯膜2與橡膠胎面粘結良好，在輪胎成型機上對輪胎進行成型操作，初步形成聚氨酯-橡膠復合輪胎，最后將輪胎在定型硫化機上進行硫化處理，得到輪胎制品。優選地，聚氨酯膜2的物理性質要與橡膠輪胎胎面9的物理性質相匹配，以減小聚氨酯和橡膠貼合處的應力。聚氨酯-橡膠復合輪胎在硫化誘導期時的溫度保持在 160°C -170°C之間，使聚氨酯彈性體處于軟化狀態，但不發生流動，而橡膠處于黏流狀態，能夠在活絡模具中很好地流動，從而與聚氨酯膜很好的貼合。本發明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎在保證原有輪胎胎面性能的基礎上提高了輪胎的耐磨性，聚氨酯膜2上的二階花紋3又賦予了輪胎新的性能，如低噪聲，高抓著性等；聚氨酯膜2能夠很好地貼附在橡膠輪胎I上，有效避免了粘合層脫空的現象；同時聚氨酯材料能夠得到充分的利用，節約了材料，降低了成本。本發明的二階花紋聚氨酯膜-橡膠輪胎復合成型工藝在現有輪胎加工成型設備上就能實現，并且與橡膠輪胎的加工成型同步完成，不再額外消耗時間，具有工藝簡單、耗時少、生產效率高等優點。
權利要求
1.二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于由二階花紋聚氨酯膜和橡膠輪胎復合而成，通過擠出、壓延等工藝制備的二階花紋聚氨酯膜貼覆在橡膠輪胎胎坯表面并與橡膠輪胎胎坯表面一起形成傳統的花紋溝槽，溝槽的表面覆蓋有二階花紋聚氨酯膜。
2.根據權利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜上均勻布置一定形狀的通孔。
3.根據權利要求2所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜通孔為錐形的圓孔或方孔。
4.根據權利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜的寬度方向的兩端可制作成鋸齒狀，聚氨酯膜邊緣與橡膠形成交錯嵌入。
5.根據權利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜在周向上的接頭處可以采用多齒形的相互嚙合的齒狀凹槽和齒狀凸槽連接，二階花紋聚氨酯膜兩端形成凹凸結構配合。
6.根據權利要求5所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜端部凹凸結構為燕尾形，兩個端部的連接為扣接式。
7.根據權利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜的寬度可稍稍大于輪胎接地寬度。
8.根據權利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎，其特征在于二階花紋聚氨酯膜厚度為1-1. 5mm，二階花紋厚度為O. 5mm。
9.權利要求I所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎的成型工藝，其特征在于預先制備帶有二階花紋的聚氨酯膜，在預與橡膠輪胎胎坯接觸的聚氨酯膜的內表面涂覆膠黏劑，在輪胎成型機上對橡膠輪胎胎坯套裝貼合涂覆有膠黏劑的聚氨酯膜，將聚氨酯膜與橡膠的復合胎坯在輪胎定型硫化機上進行共硫化操作，輪胎硫化溫度低于聚氨酯彈性體的熔點，聚氨酯膜均勻包覆在輪胎上并共同具有原有傳統輪胎花紋，聚氨酯膜自身還帶有花紋， 模具打開，二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎制備完成。
10.根據權利要求9所述的二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎的成型工藝，其特征在于將聚氨酯膜貼附到橡膠輪胎胎坯上后，增設經一定時間的加熱處理的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種二階花紋聚氨酯膜-橡膠復合輪胎及其成型工藝，在橡膠輪胎的胎面上貼附一層帶有二階花紋的聚氨酯膜，二階花紋聚氨酯膜通過膠黏劑與橡膠輪胎胎面貼合，經共硫化工藝操作制成聚氨酯-橡膠復合輪胎。聚氨酯薄膜上的錐形通孔和端部的嚙合齒槽增加了貼合的牢固性，使二階花紋聚氨酯薄膜均勻牢固地貼附在胎面花紋塊和花紋溝槽上，在保證原有胎面花紋性能的基礎上提高了輪胎的耐磨性，并賦予了輪胎新的性能，聚氨酯材料得到充分利用，節約了材料，降低了成本。本發明二階花紋聚氨酯膜-橡膠輪胎復合成型工藝在現有輪胎加工成型設備上就能實現，與橡膠輪胎的加工成型同步完成，不再額外消耗時間，具有工藝簡單、耗時少、生產效率高等優點。
文檔編號B60C1/00GK102582363SQ20121007711
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者丁玉梅, 楊衛民, 趙鵬 申請人:北京化工大學